發(fā)布時間：2022-07-20 06:01:36
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的電子技術(shù)實驗課教學(xué)研究樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
[摘 要] 為了培養(yǎng)面向21世紀(jì)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的教育目標(biāo)，分析目前高校模擬電子技術(shù)實驗課程的現(xiàn)狀及存在問題，針對模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)體系，根據(jù)實踐經(jīng)驗對其改革和發(fā)展思路進(jìn)行探索
[關(guān)鍵詞] 模擬電子技術(shù) 實驗教學(xué) 現(xiàn)狀及存在問題 教學(xué)改革
面向21世紀(jì)，隨著科技進(jìn)步，電子技術(shù)的飛速發(fā)展，模擬電子技術(shù)實驗已經(jīng)不僅僅是高等院校相關(guān)專業(yè)開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)實驗課程，同時更是一項非常重要的專業(yè)技能，然而，目前在實驗教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生實驗?zāi)芰Σ粡?、實驗教學(xué)效果不理想是普遍存在的問題。分析其原因，認(rèn)為有以下幾點：
1、學(xué)生整體素質(zhì)差別較大
面對高校普遍的擴(kuò)大招生，學(xué)生的總體素質(zhì)參差不齊。學(xué)生對理論知識的理解能力，學(xué)習(xí)能力，動手能力等都有很大的不同，個別學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)較差，難免經(jīng)常犯錯誤。
2、教學(xué)管理不受重視
受傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式影響，人們對實驗教學(xué)不重視，實驗教學(xué)一直依附于理論教學(xué)。實驗教學(xué)內(nèi)容陳舊多為一些驗證性實驗，教學(xué)方法則是以老師為中心，從實驗原理到實驗方法、實驗步驟、注意事項甚至到實驗過程中可能出現(xiàn)的問題都要無所不包地進(jìn)行講解。實驗課上學(xué)生不會動腦筋思考解決，這樣的實驗很難會有什么好的效果。
3、實驗考核體系落后
以往實驗課考核以實驗報告和出勤為主，造成學(xué)生不注重實驗過程而只注重實驗結(jié)果。學(xué)生在實驗中急于得出實驗數(shù)據(jù)，對實驗中碰到的問題不去分析解決，甚至得出明顯錯誤的數(shù)據(jù)自己都不知道。
4、實驗指導(dǎo)教師欠缺。
實驗課中，由于學(xué)生的問題層出不窮，教師則疲于奔命，實驗指導(dǎo)教師除了要幫學(xué)生解決實驗過程碰到的各種問題，還要對他們犯的各種低級錯誤進(jìn)行解釋、糾正，無法對各個學(xué)生的實驗過程給予更多關(guān)注，因而也只能不注重實驗過程而只注重實驗結(jié)果。
為適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要，培養(yǎng)面向21世紀(jì)高素質(zhì)創(chuàng)新人才，為了提高模擬電子技術(shù)實驗的教學(xué)效果，改革勢在必行，關(guān)于模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)改革的幾點建議：
1、實驗課單獨開設(shè)
實驗單獨設(shè)課，單獨考核，這樣不僅提高了實驗課的地位，能使教師和學(xué)生足夠重視，同時還能對全部實驗統(tǒng)一規(guī)劃，使各個實驗有機(jī)結(jié)合形成循序漸進(jìn)的能力培養(yǎng)過程。同時實驗的開設(shè)應(yīng)與理論課相配合，即先理論后實驗。這樣處理對改善理論課教學(xué)和實驗的效果都有好處。
2、開設(shè)多樣化實驗項目
實驗項目一般可分成驗證性，演示性，設(shè)計性、綜合性，其中綜合性、設(shè)計型實驗是實驗課中的重點和難點，也是實驗教學(xué)改革的核心部分。所以這類課的教學(xué)不應(yīng)效仿驗證性實驗課的教學(xué)，而應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新方法、使用新器件、大膽設(shè)計、突出新穎、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
3、豐富多樣化教學(xué)手段
目前隨著信息化程度的逐漸提高，計算機(jī)已經(jīng)成為實驗不可缺少的工具，它可以充分發(fā)揮個人的想像力，對電路進(jìn)行模擬、分析、計算和調(diào)試，可以幫助學(xué)生更好地完成設(shè)計任務(wù)，同時也是實驗指導(dǎo)教師很好的教學(xué)工具，當(dāng)有些內(nèi)容不適合用語言描述時，就可以利用多媒體技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)演示，即提高了學(xué)生對實驗的認(rèn)識同時也提高了教學(xué)的質(zhì)量。雖然多媒體教學(xué)模擬實驗具有很多優(yōu)點，但從人才培養(yǎng)的角度來看，多媒體教學(xué)應(yīng)成為實驗的有益補充，但決不可代替實際的實驗。
4 、開放式實驗教學(xué)
開放式實驗教學(xué)，并非每天開放實驗室，在實驗時間和實驗內(nèi)容上最大限度地滿足學(xué)生的需要，給學(xué)生創(chuàng)造一個良好的實驗條件和氛圍，學(xué)生如果對所學(xué)的內(nèi)容有濃厚的興趣，便會由被動變?yōu)橹鲃?，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。
5 、完善實驗考核制度
實驗的考核，我們可以采用理論筆試和實踐操作相結(jié)合，再加上平時成績的方式進(jìn)行考核，其中可以適當(dāng)調(diào)整實踐操作的分?jǐn)?shù)。這樣就可以重點考察學(xué)生的電子實驗知識的掌握程度以及故障的分析能力，而實踐部分采用現(xiàn)場操作，考察學(xué)生關(guān)于儀器的使用、電路的分析能力、調(diào)試能力、報告記錄以及排除故障的能力等等。而且對學(xué)生的創(chuàng)新能力也有極大的提高，并推動電子實驗教學(xué)改革。
6、豐富教學(xué)內(nèi)容
為了鍛煉學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生對實驗的興趣。采用一些輔助教學(xué)內(nèi)容來激勵學(xué)生學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的興趣，提高其電子技術(shù)的應(yīng)用能力，比如開展電子設(shè)計大賽、專用實習(xí)周、組建無線電小組等等。極大地調(diào)動了學(xué)生對實踐性教學(xué)的積極性，使學(xué)生受到了實踐的考驗和鍛煉，而且明顯和有效地提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。這些措施不僅增強學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣而且也鍛煉了學(xué)生的實踐能力，為其走向社會打下良好的基礎(chǔ)。
7、加強實驗教師隊伍的建設(shè)
建立一支具有較強理論和實踐能力的教師隊伍，不僅可以提高隊伍的科研能力，促進(jìn)自身學(xué)術(shù)水平的不斷提高，而且能夠?qū)Ω鱾€學(xué)生的實驗過程給予更多關(guān)注，更好的指導(dǎo)。
結(jié)束語
實驗教學(xué)作為高校教學(xué)的重要組成部分，實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、分析問題能力和解決問題能力的重要陣地，實驗教學(xué)的改革也是高等教育改革的一個組成部分，在學(xué)生能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提高方面有其獨特的作用。高質(zhì)量的教學(xué)實驗對人才綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起到無可替代的作用，良好的工作習(xí)慣和科學(xué)的工作作風(fēng)在這里形成，只有不斷提高實驗教學(xué)質(zhì)量，才能為國家培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的合格人才。
摘要： 本文闡述了高等學(xué)校工科電類專業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)模式改革的重要性和必然性，探索和研究了改革的方向和應(yīng)用手段。
關(guān)鍵詞： 實驗教學(xué)模式 改革 開放式實驗教學(xué) EDA技術(shù)應(yīng)用
電子技術(shù)基礎(chǔ)課程包括模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)兩大類。它是高等院校工科機(jī)電類各專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在課程體系中肩負(fù)著承上啟下的作用。實驗教學(xué)占其總學(xué)時的三分之一以上，在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中是不可缺少的組成部分，能鞏固知識、訓(xùn)練動手能力和培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)創(chuàng)新的能力。因此，實驗教學(xué)的效果將直接影響整個專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量。
1.傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式存在的問題
1.1 教學(xué)內(nèi)容陳舊，實驗教材單一。
傳統(tǒng)的實驗以基礎(chǔ)訓(xùn)練型為主，比較強調(diào)通過實驗結(jié)果來驗證定律、定理和結(jié)論，聯(lián)系實際的綜合性實驗和設(shè)計性實驗數(shù)量不足，不能及時反映新知識、新技術(shù)，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1.2 教學(xué)模式單一。
教材將實驗原理、儀器設(shè)備、實驗步驟等寫得很詳細(xì)。以教師為中心，課堂上教師講原理、步驟和進(jìn)行操作示范等。學(xué)生兩人一組，基本上按照實驗指導(dǎo)書上的要求在已安裝好的實驗箱上完成操作，驗證一些已知的數(shù)據(jù)和波形，很少動腦筋去研究實驗方案的構(gòu)思、實驗方法和技巧。
1.3考核方法不完善。
實驗成績主要以學(xué)生平時的實驗報告為主要考核依據(jù)，造成有的學(xué)生不注重實驗的過程而只注重實驗結(jié)果，實驗過程中多忙于記錄實驗數(shù)據(jù)，很少鉆研問題，沒有帶著問題去學(xué)、去做實驗；個別學(xué)生甚至上課不認(rèn)真做實驗，在一旁觀望，等別人做好了抄別人的數(shù)據(jù)，教學(xué)質(zhì)量難以提高，約束了學(xué)生的思維，不能發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。
2.傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式改革的重要性和必然性
在高等教育中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力是教學(xué)改革的核心目標(biāo)，而實踐和實驗教學(xué)作為高校教學(xué)體系的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。加大實驗教學(xué)各個環(huán)節(jié)的改革力度是高等教育發(fā)展的必然要求。隨著學(xué)校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，受場地、經(jīng)費等限制，實驗室的數(shù)量和儀器設(shè)備不能相應(yīng)增加，使得教學(xué)資源相對匱乏，不能適應(yīng)快速發(fā)展的社會對創(chuàng)新人才的要求。因此電子技術(shù)實驗教學(xué)采用開放式實驗教學(xué)和先進(jìn)的虛擬仿真軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)實驗教學(xué)方式的改革勢在必行。目前，開放式實驗教學(xué)和先進(jìn)的虛擬仿真等電路仿真的主流軟件在電子技術(shù)實驗教學(xué)模式中已廣泛推廣和應(yīng)用。
3.實驗教學(xué)模式的探索
3.1探索和研究開放式實驗教學(xué)模式。
各高校不斷探索開放式實驗教學(xué)的新思路，研究推廣開放式實驗教學(xué)的先進(jìn)經(jīng)驗，嘗到了開放式實驗教學(xué)的甜頭。湖南人文科技學(xué)院也不例外，學(xué)校對開放式實驗教學(xué)非常重視，經(jīng)過幾年的探索和研究，總結(jié)了一系列開放式實驗教學(xué)的經(jīng)驗和方法，主要工作如下：（1）更新了實驗室的運行機(jī)制，改過去自然班為單位、定時定內(nèi)容安排實驗為全天候預(yù)約開放，學(xué)生自主到實驗室預(yù)約實驗時間；實驗內(nèi)容也不限制，既可完成規(guī)定實驗項目，也可自帶實驗項目；（2）實驗內(nèi)容必須適應(yīng)開放實驗要求，實驗項目以設(shè)計性、綜合性為主，實驗方案和實驗步驟由學(xué)生自定；（3）充分利用校園網(wǎng)資源，將電子實驗室各種設(shè)備、儀器儀表的使用方法及常規(guī)實驗測量方法做成教學(xué)軟件，上傳到校園網(wǎng)上，供學(xué)生隨時查詢和學(xué)習(xí)；對實驗項目要求、學(xué)生預(yù)做實驗項目、實驗指導(dǎo)教師名單、實驗室編號、實驗成績等，在校園網(wǎng)上可直接預(yù)約和查詢。
另外，對學(xué)生所做的實驗項目嚴(yán)格把關(guān)。要求學(xué)生對預(yù)做的實驗項目要擬定實驗方案和詳細(xì)的實驗步驟，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱認(rèn)可方能做實驗；實驗考核的方式也進(jìn)行了改革，以隨機(jī)抽查一個實驗項目重做的方式做為考核成績。學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高、積極開動腦筋、思考問題。
3.2充分利用EDA軟件調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
EDA是電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫，電子技術(shù)設(shè)計的核心就是EDA技術(shù)，EDA是指以計算機(jī)為工作平臺，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成的電子CAD通用軟件包，主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計工作，即IC設(shè)計、電子電路設(shè)計和PCB設(shè)計［１］，使用普及、應(yīng)用廣泛、工具多樣、軟件功能強大。針對工程類學(xué)生普遍存在的“軟件硬，硬件軟”的問題，通過EDA實踐來加強學(xué)生硬件設(shè)計方面的能力，通過鼠標(biāo)、鍵盤和烙鐵、改錐珠聯(lián)璧合，利用計算機(jī)虛擬仿真設(shè)計的優(yōu)勢，解決傳統(tǒng)的電子設(shè)計的局限，這不僅是提高設(shè)計效率的需要，更是我國電子工業(yè)在世界市場上生存、競爭與發(fā)展的需要。我們以電子技術(shù)基礎(chǔ)課為突破口，引入虛擬仿真技術(shù)，創(chuàng)建虛擬實驗教學(xué)平臺。在電子技術(shù)虛擬仿真實驗平臺上，不但可以完成各種基本實驗，更可以進(jìn)行設(shè)計性、綜合性實驗，為課程設(shè)計提供良好的條件，逐步實現(xiàn)以學(xué)生為中心的開放形實驗教學(xué)模式。通過虛擬仿真實驗，學(xué)生可以觀察和分析電路的結(jié)構(gòu)、功能及工作原理，加強對實驗原理、規(guī)則和實物實驗操作要領(lǐng)的認(rèn)識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生感悟到應(yīng)用最先進(jìn)的技術(shù)樂趣，并能引導(dǎo)他們積極主動地去探索新知識。軟件使用很簡單，學(xué)生只要有靈感，掌握了電子技術(shù)基礎(chǔ)的基本原理和軟件的操作技巧，就可以自行設(shè)計電路進(jìn)行仿真，并能通過觀察分析實驗結(jié)果，及時地驗證電路設(shè)計是否正確、合理。而且，軟件使用也很方便，成本低廉，只需一臺電腦裝上軟件既可，在寢室里都能完成操作，解決了場地小的問題，緩解了經(jīng)費緊張的局面。
我們通過電子技術(shù)實驗教學(xué)模式的不斷深化改革，完善開放式教學(xué)的管理制度，有機(jī)地把開放式實驗教學(xué)模式和EDA技術(shù)的使用結(jié)合起來，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。開放式實驗教學(xué)收到了明顯的效果，在2007年的全國大學(xué)生電子競賽中，電子信息技術(shù)專業(yè)的學(xué)生獲得了國家級二等獎一個，省級三等獎二個。
摘要: 本文介紹了虛擬儀器技術(shù)和傳統(tǒng)電子技術(shù)課程實驗教學(xué)中存在的問題,闡述了引入虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建電子技術(shù)實驗教學(xué)平臺的優(yōu)勢和實施方案,對改善實驗條件、降低實驗成本,提高課堂教學(xué)和實踐教學(xué)水平和質(zhì)量起著重要作用。
關(guān)鍵詞: 電子技術(shù)實驗課程 虛擬儀器技術(shù) 教學(xué)改革
1.引言
教學(xué)現(xiàn)代化包括教學(xué)理念與方法的現(xiàn)代化、教學(xué)內(nèi)容和體系的現(xiàn)代化、教學(xué)資源的現(xiàn)代化諸多方面。眾多高校由于教學(xué)經(jīng)費投入不足,教學(xué)實驗設(shè)備更新緩慢,現(xiàn)代化教學(xué)手段得不到廣泛應(yīng)用。同時,傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中設(shè)備投入大,而資源共享性、擴(kuò)展性差、設(shè)備完好率低,使得實驗教學(xué)實施力度明顯削弱,教學(xué)質(zhì)量有所下降,這些矛盾在應(yīng)用型本科教育中日益顯現(xiàn)。
電子技術(shù)實驗課程是電子、電氣、通信、計算機(jī)、機(jī)械、控制等多學(xué)科多專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)實踐課程,具有理論性強、技術(shù)性強、綜合性強、實踐性強、發(fā)展速度快、應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點。學(xué)生對該課程內(nèi)容掌握的程度直接影響其專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)技能提高,影響其實踐工作能力和知識再生能力的培養(yǎng),關(guān)系到人才培養(yǎng)的質(zhì)量,所以,我們必須探索行之有效的電子技術(shù)實驗課程教學(xué)改革方案。
隨著計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,在電子技術(shù)課程的實驗教學(xué)中引入虛擬儀器技術(shù)已成為高校實驗教學(xué)改革的發(fā)展趨勢。
2.虛擬儀器技術(shù)簡介
虛擬儀器(Virtual Instrument,簡稱VI)是儀器技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物。它利用高性能的模塊化硬件,結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。它基于計算機(jī)的軟硬件測試平臺,可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量儀器,如示波器、信號發(fā)生器、頻譜分析儀等;可集成于自動控制、工業(yè)控制系統(tǒng);可自由構(gòu)建成專有儀器系統(tǒng)。用戶可以方便地對儀器進(jìn)行維護(hù)和擴(kuò)展,大大節(jié)約成本和研究、調(diào)試時間。虛擬儀器技術(shù)已成為現(xiàn)代測試測量技術(shù)的發(fā)展趨勢。
虛擬儀器不同于其他EDA軟件,如Protel、EWB等。Protel主要作為印刷板自動布線工具使用,還具有電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印刷電路板設(shè)計、可編程邏輯器件設(shè)計、圖表生成等功能;EWB主要是對設(shè)計好的原理電路進(jìn)行參數(shù)和波形的測試,實現(xiàn)計算機(jī)仿真。[1]而虛擬儀器則是利用PC機(jī)的顯示器顯示模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板,通過對虛擬面板的操作以多種形式表達(dá)輸出檢測結(jié)果,利用軟件功能實現(xiàn)信號數(shù)據(jù)的運算、分析、處理,[2]從而代替實際實驗中的各種儀器儀表,可直接對實際電路進(jìn)行測量、測試、控制和處理。
3.傳統(tǒng)的電子技術(shù)課程實驗教學(xué)中存在的問題
目前大多數(shù)高校采用的傳統(tǒng)電子技術(shù)課程實驗教學(xué)存在很多問題。[3]
3.1傳統(tǒng)儀器和實驗箱的功能固定,擴(kuò)展性差,只能開設(shè)某些固定的實驗,無法實現(xiàn)資源共享。
3.2做一個實驗所需設(shè)備繁多,操作和管理不易,且維修和檢查不方便,返修率較高,設(shè)備完好率低,嚴(yán)重影響了正常的實踐教學(xué)活動的開展。
3.3學(xué)生做實驗時完全是被動操作,缺乏主動性,興趣不高。
3.4實驗設(shè)備主要滿足于課程相關(guān)的實驗,對于綜合課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、學(xué)生電子科技制作等創(chuàng)新設(shè)計環(huán)節(jié)無法兼顧。
3.5很難建立開放性實驗室。從目前情況看,如要建立開放性實驗室,牽涉的實驗室很多,師資力量有限,設(shè)備的維護(hù)和管理很難到位。
3.6由于眾多高校資金缺乏,設(shè)備的更新?lián)Q代緩慢,很難跟上科技發(fā)展的腳步。
4.電子技術(shù)實驗課程引入虛擬儀器技術(shù)教學(xué)改革實施方案
4.1虛擬儀器技術(shù)用于電子技術(shù)實驗課程教學(xué)改革的意義及優(yōu)勢
電子技術(shù)實驗課程教學(xué)信息量大,我們必須有針對性地組織教學(xué)內(nèi)容體系,適應(yīng)不同的學(xué)科和專業(yè),科學(xué)合理安排教學(xué)內(nèi)容,突出重點難點;改變現(xiàn)有的教育觀念、模式和方法。虛擬儀器設(shè)計已成為測試和儀器技術(shù)發(fā)展的一個重要方向,代表著世界先進(jìn)的教學(xué)方法和理念,將先進(jìn)的虛擬儀器技術(shù)與電子技術(shù)實驗教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來,構(gòu)建虛擬儀器的實驗教學(xué)平臺,在以培養(yǎng)高素質(zhì)高科技人才的大學(xué)是勢在必行的。
將虛擬儀器與電子技術(shù)實驗教學(xué)相結(jié)合,可改善實驗條件、降低實驗成本、提高課堂教學(xué)效果和實驗教學(xué)水平和質(zhì)量;同時其擴(kuò)展性強,可根據(jù)課程的需要開設(shè)創(chuàng)新性、設(shè)計性實驗項目,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究興趣,為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實際動手能力提供了廣闊的平臺,是高校實驗教學(xué)改革的發(fā)展方向。
4.2構(gòu)建基于虛擬儀器技術(shù)的電子技術(shù)實驗課程教學(xué)平臺方案
將虛擬儀器用于電子技術(shù)課程的實驗教學(xué),需要分階段、分步驟地完成,具體而言,大致分為以下幾個步驟:
4.2.1利用現(xiàn)有實驗室條件(如EDA機(jī)房),購買必備的軟件和硬件接口,建立虛擬儀器實驗室的軟硬件平臺。
4.2.2開設(shè)虛擬儀器技術(shù)課程,培養(yǎng)學(xué)生掌握相關(guān)的編程方法和技術(shù)。
4.2.3教師利用虛擬儀器軟件進(jìn)行編程,實現(xiàn)信號源、示波器、電壓表、頻譜儀、計數(shù)器及邏輯分析儀等多種儀器的功能,另外這些軟件功能模塊必須能夠共享。
4.2.4以部分實驗課程為試點,如模擬電子技術(shù)實驗、數(shù)字電子技術(shù)實驗、高頻電子技術(shù)實驗等。將傳統(tǒng)的實驗課逐步轉(zhuǎn)化為虛擬儀器實驗課程教學(xué),可省去多種復(fù)雜設(shè)備,節(jié)約空間和時間,降低成本,有效地解決實驗室管理和維護(hù)的難題,同時能提高實驗設(shè)備利用率,彌補設(shè)備不足、資金短缺等缺點,從而切實改善實驗條件。
4.2.5鼓勵學(xué)生自己開展綜合性、設(shè)計性實驗的設(shè)計開發(fā),將所學(xué)各門專業(yè)知識與實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、電子設(shè)計大賽等環(huán)節(jié)相結(jié)合,構(gòu)建綜合性虛擬實驗平臺。學(xué)生還可根據(jù)工程實踐的需要,進(jìn)行二次開發(fā)。這有利于學(xué)生發(fā)揮主觀能動性,增加學(xué)習(xí)興趣,提高設(shè)計、分析、解決問題的能力。
4.2.6如有條件,教師可建立開放性虛擬實驗室,通過與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合,[4]實現(xiàn)遠(yuǎn)程實驗教學(xué)。學(xué)生和教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行交互,完成實驗項目,開展學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計活動,能提高學(xué)生的設(shè)計、動手能力,改進(jìn)教學(xué)方
法和手段,提高教學(xué)質(zhì)量,真正培養(yǎng)出新一代創(chuàng)新型、復(fù)合型人才。
5.結(jié)語
把虛擬儀器技術(shù)引入電子技術(shù)課程的實驗教學(xué)環(huán)節(jié),對現(xiàn)行的實驗教學(xué)方法進(jìn)行脫胎換骨式改革,可以有效克服傳統(tǒng)實驗教學(xué)的弊端,增強學(xué)生的創(chuàng)新能力、實踐動手能力和社會適應(yīng)能力,提高教育教學(xué)質(zhì)量。同時能改善實驗教學(xué)條件,降低運行成本,可更合理地配置教育資源,有效地解決資金投入與人才培養(yǎng)間的矛盾,更好地適應(yīng)現(xiàn)代教育的發(fā)展要求,真正培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新型、復(fù)合型人才。
摘要：在根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗提出的電子技術(shù)實驗教學(xué)路線圖的基礎(chǔ)上，對實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)模式、實驗教學(xué)管理進(jìn)行了改革，提煉出有助于激發(fā)興趣、模塊有機(jī)聯(lián)系、涵蓋主干知識、易于系統(tǒng)綜合、鋪墊畢業(yè)設(shè)計的實驗教學(xué)內(nèi)容；實行了“虛實結(jié)合，虛實交替”的實驗教學(xué)模式；在實驗教學(xué)管理的實驗室開放、課內(nèi)外互補、評價考核方面進(jìn)行了探索。
關(guān)鍵詞：高職；非電類機(jī)械專業(yè)；電子技術(shù)課程；實驗教學(xué)
高等職業(yè)教育定位于培養(yǎng)高級技能型專業(yè)人才，這一定位確定了“技術(shù)應(yīng)用型”的核心地位。對于高職教育中實踐性很強的電子技術(shù)課程教學(xué)，如何讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中掌握扎實的實踐技能和培養(yǎng)綜合運用及創(chuàng)新能力，使之廣受用人單位歡迎，實驗教學(xué)無疑是解決問題的關(guān)鍵。對實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和管理方式進(jìn)行改革，是解決問題的突破口。以非電類機(jī)械專業(yè)電子技術(shù)課程為例，對電子技術(shù)實驗教學(xué)改革進(jìn)行探索。
實驗教學(xué)內(nèi)容的改革
根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗，筆者擬定了電子實驗教學(xué)的路線圖：1激發(fā)興趣式實驗有機(jī)模塊實驗整合有機(jī)模塊的綜合實驗為畢業(yè)設(shè)計打基礎(chǔ)的拓展實驗。
興趣是最好的老師。實踐證明，一旦學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被有效激發(fā)，教學(xué)效果是事半功倍的。路線圖的第一步就是為激發(fā)興趣而設(shè)，這一步不是通常的講解各類常用儀表、工具的原理和使用，而是每人發(fā)一份比較簡單但又有一定實用和趣味功能的散裝套件（如流水燈套件、音樂門鈴套件）。要求學(xué)生將各元件在印刷電路板上“對號入座”，檢查無誤后進(jìn)行焊接。在“對號入座”的過程中，自然地遇到了元件識別、阻值測量、萬用表使用、電烙鐵使用、焊接操作等問題。實踐表明，采用“對號入座”法，在學(xué)生一心想裝配成功的強烈欲望驅(qū)使下，相關(guān)問題教師只要講解、示范一兩遍，大部分學(xué)生都能基本掌握。元件焊接完成后，有相當(dāng)一部分學(xué)生裝配順利，成功的喜悅洋溢在臉上，濃厚的學(xué)習(xí)氛圍迷漫在實驗室。
路線圖第二步需要依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計。非電類專業(yè)電子技術(shù)課程有“常用元器件模擬電路數(shù)字電路功率控制接口”的教學(xué)主線。其中，模擬電路中的放大、振蕩、直流電源等電路，數(shù)字電路中的邏輯門電路、計數(shù)器、譯碼器等電路構(gòu)成了知識的主干。由于實驗教學(xué)后期要進(jìn)入綜合性、拓展性實驗，因此，如果設(shè)計一個能涵蓋上述主干知識的綜合性實驗?zāi)K作為路線圖第二步的實驗項目，那么，這樣的實驗?zāi)K設(shè)計就很有科學(xué)性、有機(jī)性和針對性。所以，選擇了放大電路（分立、集成）調(diào)整與測試、555時基電路典型應(yīng)用、輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓電源、組合邏輯電路的設(shè)計與測試、計數(shù)器邏輯功能測試與應(yīng)用和計數(shù)、譯碼、顯示綜合應(yīng)用六個實驗項目作為路線圖中有機(jī)模塊的組成部分。需要說明的是，路線圖第二步是實驗教學(xué)的重點和難點，在課時安排上要留有余地。
路線圖第三步是整合有機(jī)模塊的綜合實驗。選擇了教材中第114頁的一個框圖（見圖1）作為實驗項目，這是一個轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)的框圖。首先，沒有具體的電路原理圖，這是一個綜合性的設(shè)計實驗；其次，從框圖中看出，該轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)涵蓋了各有機(jī)模塊；再次，該框圖易于拓展。這樣的實驗內(nèi)容設(shè)計，不但將各分立實驗項目有機(jī)地結(jié)合在一起，而且難易適中，易于學(xué)生進(jìn)行綜合性、拓展性的設(shè)計實驗。
路線圖第四步，拓展上述轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)，使其成為具有其他功能的實用系統(tǒng)。例如，在計數(shù)器后接入驅(qū)動電路，就有了自動控制功能，知識點由弱電范疇進(jìn)入強電領(lǐng)域，極大地拓展了學(xué)生的視野，為畢業(yè)設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。實際教學(xué)中曾給出如流水線計件電路設(shè)計、水位自動控制和顯示電路設(shè)計等畢業(yè)設(shè)計課題，由于上述有科學(xué)性、有機(jī)性和針對性的實驗教學(xué)內(nèi)容改革，學(xué)生在最終的畢業(yè)設(shè)計作業(yè)完成得令人滿意。
實驗教學(xué)模式的改革
實驗教學(xué)中采用了基于“虛實結(jié)合，虛實交替”的實驗教學(xué)模式。
虛實手段相結(jié)合 一方面，EDA技術(shù)是電子技術(shù)類教學(xué)改革的重要方向，以Multisim、Proteus和OrCAD/Pspice為主的虛擬實驗平臺正在越來越多地運用于電子技術(shù)實驗教學(xué)中；另一方面，雖然虛擬實驗具有傳統(tǒng)實驗沒有的優(yōu)點，但虛擬實驗還只能是傳統(tǒng)實驗的一種補充、完善和擴(kuò)展，還不能完全對傳統(tǒng)實驗進(jìn)行替代，學(xué)生的虛擬實驗還必須建立在一定程度的實際動手能力的基礎(chǔ)上。傳統(tǒng)實驗和虛擬實驗特點的比較如表1所示。
實驗教學(xué)初始階段屬基礎(chǔ)性、驗證性實驗。選定少量實驗項目，讓學(xué)生先做1~2次傳統(tǒng)實驗（見圖2a），從而對常用實驗設(shè)備、儀器有真實和直接的感受，再進(jìn)行虛擬實驗時，學(xué)生就容易掌握虛擬儀器的面板符號、按鈕功能、標(biāo)度以及使用方法。中程和后期階段，先做虛擬實驗（見圖2b），再做1~2次真實實驗。這種方式由于虛擬實驗比重大于傳統(tǒng)實驗比重，就不太擔(dān)心設(shè)備不足、實驗失誤、儀表損壞、耗材缺失、課時有限等，可不限時間、地點地做實驗，這種方式更多地應(yīng)用于設(shè)計性、綜合性的實驗中。對路線圖中第四步的為畢業(yè)設(shè)計打基礎(chǔ)的拓展實驗，一般采用全虛擬的實驗方式（見圖2c），這是因為這樣的實驗往往元器件昂貴，對設(shè)備、儀器性能要求高，沒有開展傳統(tǒng)實驗的實際條件。虛實結(jié)合手段的科學(xué)設(shè)計和運用，能夠很快地使學(xué)生具有虛擬環(huán)境與實際環(huán)境的轉(zhuǎn)換能力和應(yīng)用能力，可為學(xué)生進(jìn)一步的拓展學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
虛實指導(dǎo)相結(jié)合 在實驗教學(xué)路線圖第1、2步，以各種有效手段進(jìn)行傳統(tǒng)的全程指導(dǎo)，讓學(xué)生盡快適應(yīng)實驗室環(huán)境下的學(xué)習(xí)方法，此為實導(dǎo)。在實驗教學(xué)路線圖第2、3、4步，在物色好悟性高、表現(xiàn)出色的3~5名學(xué)生作為實驗指導(dǎo)助手的基礎(chǔ)上，將實驗指導(dǎo)放開。學(xué)生不但不能依賴實驗指導(dǎo)書，而且，只能得到教師給予的方向性引導(dǎo)，教師不具體解釋，不動手操作，鼓勵指導(dǎo)助手參與解決問題，此為虛導(dǎo)。實踐證明，這種虛實結(jié)合的指導(dǎo)模式，能夠讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)、積極自疑、設(shè)法解惑、斬獲成果。學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和能動性得到充分的挖掘。
實驗教學(xué)管理模式的改革
實驗室開放 在設(shè)計性、綜合性實驗階段，學(xué)生的實踐技能水平有了很大提高，不易出現(xiàn)低級錯誤，儀表人為損壞的概率比較低，實驗室在學(xué)生自己管理下可以開放了。實驗室開放后，有些學(xué)生重做了曾失敗過的實驗，鞏固了知識；有些學(xué)生自設(shè)了課題進(jìn)行實驗，綜合能力得到提高。開放實驗室解決了課時不足、時間固定的問題，極大地增加了學(xué)生實踐鍛煉的機(jī)會，是實驗教學(xué)改革中不可或缺的環(huán)節(jié)。
課內(nèi)外互補 介紹著名的電子技術(shù)專業(yè)網(wǎng)站和專業(yè)論壇，引導(dǎo)學(xué)生到電子網(wǎng)站和論壇查元件、問問題、尋電路、究原理、交同仁、知技術(shù)、懂方法，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電子技術(shù)提供便捷的途徑和方法，使學(xué)生在更高的平臺上獲取知識和方法。另外，在時間、條件允許時，也可將課程設(shè)計、技能鑒定和課外電子制作作為電子技術(shù)實驗教學(xué)的有益補充。
考核方式彈性化 實驗考核由四部分構(gòu)成：平時成績40%+實驗報告30%+期末實驗30%+創(chuàng)新（含論文）10%。其中，創(chuàng)新10%屬加分項，為鼓勵學(xué)生創(chuàng)新而設(shè)。當(dāng)學(xué)生在實驗中有獨到的、涉及課外知識的方法和設(shè)計時，教師都給予加分。如果有撰寫論文的情況，加分幅度還可更大。期末實驗考核考題來自自編題庫。題庫中的考題除了精心編寫的典型題外，許多就是平時實驗中遇到的問題。抽簽選題時，通常是一人一題，不允許換題。但是鼓勵一人抽兩題，都做對給予額外加一題（或步驟）分30%的加分，一對一錯只給一題分（或步驟）的90%，都錯則不給分。以鼓勵為導(dǎo)向的彈性分的設(shè)立可以在一定程度上調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
實驗教學(xué)改革效果
近年來的電子技術(shù)實驗教學(xué)取得了良好的效果。隨著學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高，時常能看到學(xué)生主動學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。在階段性實驗后或?qū)嶒炚n程結(jié)束后，許多學(xué)生總是希望下一次的實驗快點到來和要求多安排實驗課時。參加課外電子制作的學(xué)生報名踴躍，學(xué)習(xí)范圍在不斷延伸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出教材范疇，如Protel軟件學(xué)習(xí)、電路板刻蝕方法等。學(xué)生學(xué)習(xí)成績也顯著提高。將2006年（改革前）與2010年（改革后）同一專業(yè)、同一試卷期末考試成績進(jìn)行對比，平均分提高了9.3分。雖然是機(jī)械專業(yè)，但選擇電子電氣類畢業(yè)設(shè)計課題的學(xué)生約占1/3，而且，畢業(yè)設(shè)計的效率和質(zhì)量比改革前提高了許多。由3名學(xué)生組隊參加的省內(nèi)電子技能比賽，取得1人二等獎，2人三等獎，團(tuán)體總分第一的成績。在電子群崗位工作的畢業(yè)生，由于其良好的上崗能力和遷移能力受到社會好評，畢業(yè)生就業(yè)率名列我院前茅，我系多次被評為畢業(yè)生就業(yè)工作先進(jìn)單位。
結(jié)語
電子技術(shù)實驗教學(xué)若要激發(fā)起學(xué)生的興趣，需要精心設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容，使各部分內(nèi)容能有機(jī)聯(lián)系、涵蓋知識主線、易于綜合和拓展。這樣，就為有效地培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能和綜合運用能力打下了堅實的基礎(chǔ)；充分利用虛擬實驗平臺，改革教學(xué)模式，提高實驗效率是電子技術(shù)實驗教學(xué)改革的重要方面；輔以實驗管理模式的改革，能使電子技術(shù)實驗教學(xué)改革的效果更加完善。